Spenningsmultiplikatorer - Klassifisering og Block Daigram Forklaring

Hva er spenningsmultiplikatorer?

Spenningsmultiplikator refererer til en elektrisk krets som består av dioder og kondensatorer som multipliserer eller øker spenningen og også konverterer AC til DC, multiplisering av spenning og strømjustering gjøres ved hjelp av spenningsmultiplikator . Rektifisering av strøm fra AC til DC oppnås med en diode, og en økning i spenning oppnås ved akselerasjon av partikler ved å drive høyt potensial produsert av kondensatorer.

Spenningsmultiplikator

En kombinasjon av diode og kondensator gir en grunnleggende spenningsmultiplikatorkrets AC-inngang blir gitt til kretsen fra en strømkilde der rektifisering av strøm og partikkelakselerasjon av kondensator gir en økt spenning DC-utgang. Utgangsspenningen kan være mange ganger høyere enn inngangsspenningen, slik at belastningskretsen må ha høy impedans.

I denne spenningsdobler-kretsen korrigerer den første dioden signalet, og utgangen tilsvarer toppspenningen fra transformatoren rettet som en halvbølge-likeretter. Et vekselstrømssignal ved hjelp av kondensatoren oppnår i tillegg den andre dioden, og i perspektivet til likestrømmen som kondensatoren gir, får dette utgangen fra den andre dioden til å sitte på toppen av den første. Langs disse linjene er utgangen fra kretsen dobbelt så høy spenning som transformatoren, mindre dioden faller.

Varianter av krets og idé er tilgjengelige for å gi en spenningsmultiplikatorkapasitet på praktisk talt alle variabler. Å bruke den samme regelen om å sitte en likeretter på toppen av en alternativ og bruke kapasitiv kobling gir en type trinnsystem mulighet til å gå videre.

Klassifisering av spenningsmultiplikator:

Klassifisering av spenningsmultiplikator er basert på forholdet mellom inngangsspenning og utgangsspenning, og navnene er også gitt som

• Spenningsdobler
• Spenningsutløser
• Spenning firdoblet

Spenningsdobling:

Spenningsdobler-kretsen består av to dioder og to kondensatorer der hver kombinasjon av diode-kondensatorkrets deler positive og negative endringer. Også tilkobling av to kondensatorer fører til dobbelt utgangsspenning for en gitt inngangsspenning.

Spenning dobbelt

Tilsvarende multipliserer en hver økning i en kombinasjon av diodekondensator inngangsspenning der spenning Tripler gir Vout = 3 Vin og spenning firdoblet gir Vout = 4 Vin.

Beregning av utgangsspenning

For en spenningsmultiplikator er utgangsspenning beregning viktig med tanke på spenningsregulering og prosent rippel er viktig.

Vout = (sqrt 2 x Vin x N)

Hvor

Vout = utgangsspenning av N-trinns spenningsmultiplikator

N = nei. trinn (det er ikke kondensator delt på 2).

Anvendelser av utgangsspenning

• Katodestrålerør
• Røntgensystem, lasere
• Ionpumper
• Elektrostatisk system
• Reisende bølgerør

Eksempel

Tenk på et scenario der 2,5 Kv utgangsspenning er nødvendig med en inngang på 230 v, i så fall kreves en flertrinnsspenningsmultiplikator der D1-D8 gir dioder og 16 kondensatorer på 100 uF / 400v skal kobles for å oppnå 2,5 Kv utgang.

Ved hjelp av formel

Vout = sqrt 2 x 230 x 16/2

= sqrt 2 x 230 x 8

= 2,5 Kv (ca.)

I ovenstående ligning indikerer 16/2 at ingen kondensatorer / 2 gir antall trinn.

2 Praktiske eksempler

1. Et arbeidseksempel på spenningsmultiplikatorkretsen for å produsere høyspennings DC fra vekselstrømssignal.

Blokkdiagram som viser krets for spenningsmultiplikator

Systemet består av en 8-trinns spenningsmultiplikatorenhet. Kondensatorene brukes til å lagre ladningen mens dioder brukes til utbedring. Når AC-signalet påføres, får vi en spenning over hver kondensator, som omtrent dobler seg for hvert trinn. Dermed ved å måle spenningen over 1^St.trinn av spenningsdobler og siste trinn, får vi det nødvendige høyspenning . Siden utgangen er veldig høy, er det ikke mulig å måle det ved hjelp av et enkelt multimeter. Av denne grunn brukes en spenningsdelerkrets. Spenningsdeleren består av 10 motstander koblet i serie. Utgangen blir tatt over de to siste motstandene. Den oppnådde utgangen multipliseres dermed med 10 for å få den faktiske utgangen.

2. Marx Generator

Med utviklingen av solid state-elektronikk blir solid state-enheter mer og mer egnet for pulserende kraftapplikasjoner. De kunne gi de pulserende kraftsystemene kompaktitet, pålitelighet, høy repetisjonshastighet og lang levetid. Økningen av pulsede kraftgeneratorer som bruker solid state-enheter, eliminerer begrensningene for konvensjonelle komponenter og lover at pulsert kraftteknologi blir mye brukt i kommersielle applikasjoner. Imidlertid er solid state-koblingsenheter som MOSFET eller Isolated Gate Bipolar Transistor (IGBT) nå tilgjengelig, bare rangert opp til noen få kilo volt.

De fleste av de pulserende kraftsystemene krever mye høyere spenningsgrad. Marx modulator er en unik krets beregnet for spenningsmultiplikasjon, som vist nedenfor. Tradisjonelt brukte den gnistgap som brytere og motstander som isolatorer. Derfor hadde den ulemper med lav repetisjonsrate, kort levetid og ineffektivitet. I denne artikkelen foreslås Marx-generatoren ved bruk av solid state-enheter for å kombinere fordelene med både halvlederbrytere og Marx-kretser. Den er designet for implantasjon av plasmakildeion (PSII) [1] og for følgende krav:

Den moderne Marx-generatoren som bruker MOSFET

For å lese spenningen og tidsperioden, se CRO skjermsortering.

• Fra ovennevnte lavspenningsdemoenhet finner vi inngangen på 15 volt, 50% driftssyklus ved punkt A går (–Ve) også med hensyn til bakken. Derfor må en høyspenningstransistor brukes til høyspenning. I DENNE TIDEN LADES ALLE KAPACITATORENE C1, C2, C4, C5 som sett ved C opptil 12 volt hver.
• Deretter blir riktig koblingssyklus C1, C2, C4, C5 seriekoblet gjennom MOSFETene.
• Dermed får vi en (-Ve) pulsspenning på 12 + 12 + 12 + 12 = 48 volt ved punkt D.

Anvendelse av Marx Generators - High Voltage DC by Marx generator prinsipp

Som vi vet av Marx Generator-prinsippet, er kondensatorene arrangert parallelt for å lade opp og deretter kobles til serier for å utvikle en høyspenning.

Systemet består av en 555 timer som arbeider i en stabil modus som gir en utgangspuls med en 50% driftssyklus. Systemet består av totalt 4 trinns multiplikasjonstrinn, hvor hvert trinn består av en kondensator, 2 dioder og en MOSFET som en bryter. Diodene brukes til å lade kondensatoren. En høy puls fra 555 timer drives diodene og optoisolatorene som igjen gir utløsende pulser til hver MOSFET. Dermed er kondensatorene koblet parallelt når de lades opp til forsyningsspenningen. En lav logisk puls fra tidtakeren resulterer i at MOSFET-bryterne er i av-tilstand og kondensatorene er dermed koblet i serie. Kondensatorene begynner å tømmes, og spenningen over hver kondensator blir tilsatt, og produserer en spenning som er 4 ganger mer enn inngangs DC-spenningen.